河南栾川罗村钼多金属矿区的磁法、激电异常特征

喻 翔， 罗照华， 梁 涛， 彭 聂， 汪 硕， 邓俊峰

(1.中国地质大学地球科学与资源学院，北京 100083;2.核工业北京地质研究院，北京 100029;3.河南省有色金属地质勘查总院，河南 郑州 450052;4.东华理工大学，江西 抚州 344000)

近年来，地面高精度磁法已发展成为勘查有色金属、黑金属等直接或间接的有效方法(舒全安等，1992)，特别是针对隐伏矿体，深部大矿具有重要的意义(罗孝宽等，1991)。其操作简便、工作效率高且配合地质填图能够更可靠地反映控矿地质体的磁性变化，了解隐伏的控矿岩体、构造或蚀变带的分布，在直接或间接找钼多金属矿产方面发挥作用(刘光鼎等，1995)。激发极化法是利用岩矿石电化学性质为物理前提的一种以人工直流电流激发，以某种极距的装置形式，研究地下纵、横向激发极化效应变化的勘查地球物理方法。在对于寻找多金属矿尤其是隐伏矿体、盲矿体，激发极化方法是一种极其有效的手段(何继善，2002)。研究区属于蚀变破碎带型铜钼矿床，根据测区岩石物性特征和地质资料，运用高精度磁法和激电测深法对测区进行探测并依据磁异常和视极化率异常圈定隐伏岩体位置，达到找矿的目的。

1 区域地质概况

大青沟矿区位于卢氏-栾川多金属成矿带的东部，矿区大面积出露太古宇太华群片麻岩、混合岩，西部沿北西向断裂出露有中元古界熊耳群许山组安山岩(白凤军，2007)。矿区地处牛心垛穹状背斜北翼近轴部，北翼为太华群，背斜轴部为龙王幢岩体(图1)。区内断裂构造发育，北西-北西西向断裂构造沿龙王幢富铁钠闪花岗岩岩体与太华群地层内外接触部位发育，多为含铜片理化带和糜棱岩带(付治国等，2005)。矿区南部岩浆岩分布广泛，主要为加里东期龙王幢富铁钠闪花岗岩体、辉长岩脉和燕山期罗村花岗斑岩体。多金属矿床的形成与燕山期花岗斑岩小岩体的侵入密切相关，含钼斑岩体赋存于龙王幢花岗岩体与太华群地层接触带附近，矿化具明显的高温中低温水平分带现象。

收集本区和外围6 种主要岩矿石的磁化率、电阻率和极化率等物性参数，资料显示除少部分岩石在区外地表采集，其余岩矿石标本均取自于钻孔岩芯。并且对矿区224 块标本进行了磁性、电性参数测定和统计，结果见表1。

图1 罗村钼多金属矿区地质简图(据郭建卫，2007)Fig.1 Geological sketch map of Luocun molybdenum deposit area

表1 矿区岩矿石物性参数统计Table 1 The physical properties of samples from research area

从表1 可以看出，组成罗村岩体的花岗角砾岩、花岗闪长岩等具有较高磁性，磁化率数值一般为(15 609 ～16 920)×10-5SI;而组成龙王幢岩体的花岗岩磁性比较偏低，为4 362 ×10-5SI，矿区其余岩性安山斑岩、片麻岩等磁性都较弱。从极化率方面，花岗角砾岩的极化率约为其他岩石极化率的2 倍，与其他岩石相比，具有明显的激发极化特征差异。而其他各类岩石，如片麻岩、安山岩、辉绿岩等则表现为低极化率的特征。但从视电阻率方面，各类岩石视电阻率差异较小。因此，根据以上分析，本区利用高精度磁法和激发极化法间接或直接来寻找罗村岩体外围的隐伏岩体具有良好的地球物理前提条件。

2 磁力异常特征

通过GSM-19T 质子磁力仪，观测得到的是测点的总磁场值T，再对数据进行日变改正、纬度梯度改正、垂向梯度改正和基点改正，最后对扫面数据编制总磁异常△T 等值线图(图2)，从图2 中可以看出，本次磁测工作发现4个磁异常带(马洪涛等，2009)，编号M1 ～M4。

M1 磁异常带位于测区东南部之黑石甲-新南一带，南东向展布，长约3 300 m，宽约1 800 m，南东方向未完全封闭。该异常南西方向为正异常，等值线稀，梯度小;北东方向为负异常，正异常峰值较负异常峰值大，等值线密集，正负异常过渡梯度较陡。推断异常带由磁性岩体引起，其总体走向与异常走向一致，走向长度略小于2 500 m，宽度小于1 300 m。从M1 异常形态可以看到，若以异常梯度变化较大处圈定岩体边界，可以看到该范围和罗村岩体边界范围基本吻合。

M1 异常带可分有三个异常区，编号M1-1，M1-2，M1-3。M1-1 位于M1 异常带的北西侧，呈椭圆状展布，椭圆长轴方位85°，大于350 nT 等值线圈定的峰值区呈不规则圆状，长730 m，宽500 m，峰值最高1 023.8 nT;M1-2 位于M1 异常带的北东部，展布方向115°，大于350 nT 等值线圈定的峰值区呈带状，长800 m，宽140 m，峰值最高550 nT;M1-3位于M1 异常带的南部，展布方向100°，大于350 nT 等值线圈定的峰值区呈带状，长2 000 m，宽600 m，整个异常内又有三个异常中心，说明异常体磁性不是均匀的，峰值最高1 332 nT。

M1-1 和M1-2 异常之间300 nT 等值线连接光滑，表明M1-1 和M1-2 引起异常体连接完好，变化连续。而M1-2 与M1-3 异常走向发生了变化，并且两异常间有低值转换带，局部出现负值异常;将异常分为南北两部分，北带为M1-1 和M1-2，南带为M1-3。M1 异常带之所以有三个不同峰值的异常组成，说明引起异常磁性体的埋深不同或磁化程度不同有关。

由于M1-1，M1-2 异常位置处在已探明钼矿区域，说明形成钼矿的罗村岩体具有较强磁性，钼矿体和磁异常有密切关系;M1-3 异常处在M1 异常南带，异常形态和幅值都和M1-1，M1-2 接近，位置在罗村岩体的南边缘，为成矿有利部位，推测M1-3 异常可能为一隐伏矿岩引起。

M1 异常北部有大面积负磁异常，说明磁性岩体向下延伸较大。

M2 磁异常带位于测区西北角的庄上附近。该异常向北没有封闭，在测区内仅显示较弱的异常，峰值区按250 nT 圈定的面积较小。该异常峰值最高271 nT，延伸方向350°。根据地质资料及现场开采情况，可以确定异常由铁矿脉引起。

M3 异常位于矿区北部竹园沟附近。该异常向北没有封闭，在测区内仅显示较弱的异常，峰值区按200 nT 圈定的面积较小。该异常峰值最高214 nT，延伸方向220°。根据地质资料，可以确定异常也由铁矿脉引起。

M4 异常位于矿区西部北阳坡附近。异常呈东西方向展布，异常表现较弱，峰值区按150 nT 圈定的面积较小。该异常峰值最高306 nT，异常成因暂时不明。

3 激电异常特征

地面高精度磁测异常平面特征表明异常区M1为重点找矿靶区，为了进一步了解罗村岩体外围的空间分布形态，针对异常区M1 布置了激电中梯扫面工作并根据扫面的结果布设了两条对称四极激电测深剖面(图3)，以此来指导钻探工作。

由极化率异常平面等值线图圈出2个激电异常，分北带和南带，异常分别编号TA-1，TA-2。激电异常TA-1 位于矿区北庄、罗村一带，呈带状展布，走向近110°，异常宽度220 ～470 m，长度1 300 m左右，异常峰值为5.59%。该激电异常所在区域为已知钼矿探明位置，可知激电异常与钼矿矿化关系密切。TA-2 位于草坪一带，呈带状展布，与TA-1 近似平行，方位115 度，异常宽度150 ～600 m，长度1 600 m 左右，异常峰值为6.57%。该异常形态规模与TA-1 相似，根据地质资料和物性标本，推测主要是罗村岩体及其与围岩接触变质等引起的，为成矿有利位置。

为进一步解剖以上两个激电异常，了解异常是否为隐伏岩体所致及其产状、埋深、连续性，在异常区布设两条激电测深剖面(158 线和168 线)其中158 线测深点12个，168 线测深点15个，激电测深断面等值线图如下所示(图4)。

158 线激电测深剖面揭示了TA-1 异常西部深部极化体分布情况:极化体顶部最浅处约30 m，向下从70 m ～400 m 范围，极化率异常出现高值范围，极大值达6%，形态完整，向下极化率值虽然有所下降，但均有异常反映，AB/2 达到1 000 m 时，异常仍未封闭，说明深部极化体延深较大。从158 线各激电测深点视极化率单支曲线上也可以看出，所有曲线形态几乎都是K 型曲线，说明剖面位置电性层是三层类型，即中间极化率高，一、三层极化率低。但经过在158 剖面点465 处布设钻孔ZK1500验证并没有发现矿化，由此推测该处高极化体(η ＞4%)并不含矿，为硫化物黄铁矿引起的。

图2 罗村钼矿区总磁场异常(△T)等值线图Fig.2 Total magnetic anomaly (△T)contour map in Luocun molybdenum deposit area

图3 视极化率异常平面等值线图Fig.3 The apparent polarizability anomaly contour map

图4 激电测深视极化率(η)断面等值线图Fig.4 The IP sounding apparent polarizability(η)anomaly contour map

168 线激电测深剖面位于TA-1，TA-2 异常中部，分析168 线各测深点单支测深曲线，一部分为G 型曲线，另一部分为K 型曲线，说明该剖面曲线电性模型分两层和三层两种，变化较大。剖面北部440 ～480 号点为已知地质勘探剖面，在70 ～200 m深度范围，主要为多层薄层钼矿体，局部黄铁矿较多，呈侵染状、颗粒状分布，极化率断面图反映为高值异常(3% ～4%);在250 ～390 m 深度内，为钼矿体分布范围。根据上述异常特征，可以把激电测深断面图中3% ～4%等值线变化范围视为钼矿体异常特征，称之为钼矿体激电异常模型。剖面南部370 ～405 号点位于TA-2 异常范围，断面图中2%等值线从北向南大致以40°倾角向下倾斜，说明在该地段极化体深度由北向南逐步加深，极化体顶端平均深度约200 m。在深度约380 m(AB/2 =500 m)及其以下深度范围，分布有三层高值异常区段，推测在该深度范围内有钼矿体赋存。根据该异常特征在168 线点400 处布设钻孔ZK407，孔深1 000.38 m。据化验结果见矿化18 处、见矿多层，钼矿化厚度、品味不一，最高为0.132%;最低也有0.034%，见矿效果好。

4 结论与建议

(1)对于这种区域上内生多金属矿产与中酸性小岩体有密切相关的矿床，高磁异常是其主要的异常特征表现形式，其反映地下场源体及场源的实际深度。激电断面异常以成块状高极化率为特征，本次高磁扫面工作发现的M1 高磁异常带和激电异常对应较好，体现了斑岩型钼矿“高磁高极化率”的特征。

(2)激电工作在研究区效果明显，主要是因为岩矿石物性差异突出。但在剖面158 线经钻探验证后可以看出高极化率(η ＞4%)并不含矿，而在本矿区激化率分布在2% ～4%范围内，才是找矿有利的区段。从已知钻孔资料可以看出，垂向上是花岗闪长岩与花岗角砾岩相互穿插，或者是花岗斑岩与花岗闪长岩互相穿插，钼矿主要在花岗角砾岩中成矿且规模大，次为花岗斑岩。但是根据物性参数测定结果分析，物探手段还不能区分花岗斑岩与花岗角砾岩的分布。

(3)对与钼多金属有关的矿产，可以很好的利用岩矿石的电、磁性特征，在预查阶段，进行高精度磁测工作来圈定找矿靶区;然后采用激电法确定含矿岩体的地下空间分布形态，进而达到指导钻探工作。

从本次研究区的勘查效果看，高精度磁测和激发极化法结合起来寻找钼多金属矿产是一套行之有效的方法，相信对其他类似地区开展物探找矿工作也应该有一定的借鉴和参考价值。笔者建议在今后的工作中使用频谱激电测深，因为其使用的装置是偶极，并且获取参数较多，能获取激电特性、电阻率、时间常数、相关系数等，这些参数能够综合解释和印证矿体的存在。

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